化学では、カルゴンのプロセスは、複雑な陰イオンをイオン化して作成するプロセスとして定義できます。 Calgon のプロセスは、硬水からカルシウムイオンとマグネシウムイオンを除去することによって水を軟化させるために使用されます。
水の軟化
水の硬度とは?
カルシウム、鉄、マグネシウムなどの金属の溶解ミネラル塩分が多い水を硬水、溶解ミネラル塩分を含まない水を軟水と呼びます。カルシウム (Ca²+) およびマグネシウム (Mg2+) イオンは、硬水で非常に一般的です。さまざまな陽イオンが集中すると、水は硬くなります。 2+ などの 1+ を超える電荷を持つカチオン (金属イオン) は、多価カチオンとして知られています。 Ca²+ と Mg²+ は水に含まれる陽イオンです。これらのイオンは、帯水層の鉱物 (石灰岩など) から浸出して水道に入ります。
方解石と石膏は、カルシウムを含む 2 つの一般的なミネラルです。ドロマイトは典型的なマグネシウムミネラルで、カルシウムミネラルが含まれています。雨水などの水は、イオンが少ないため軟水と言えます。硬水は地下水や井戸に含まれています。地表水 (湖、川、小川) は一般に軟らかく、硬度レベルが低くなります。硬水自体は健康に害はありませんが、多くの損害をもたらします。水の硬度は、入浴や洗濯での泡の生成から、ボイラー、冷却塔、その他の水処理機器の費用のかかる故障まで、あらゆることに影響を与える可能性があるため、深刻な問題になる可能性があります.
炭酸カルシウムスケールの溶解/形成を伝える平衡反応は次のとおりです:
硬水からの過剰なカルシウムおよびマグネシウム イオンは、イオン交換プロセスなどのプロセスによって簡単に除去できます。
軟水化プロセス
カルゴンのプロセスによると、軟水化は水から硬度を取り除く方法です。水にミネラル分が過剰に溶けていると、通常の水道水も硬水になります。カルシウムとマグネシウムのレベルが高いと、水がぬるぬるになります。石けんや洗剤が硬水に溶けにくくなります。また、パイプを詰まらせ、浴槽や流し台に固い水しみを引き起こすこともあります.
軟水化は、水からカルシウム、マグネシウム、および鉄イオンを除去するのに役立ちます。これらのイオンは、他の正に帯電したイオンを含む元素が硬水に溶解するのを困難にします。水から余分なミネラルを取り除くのに役立つさまざまな軟水化方法があります。
さまざまなプロセスによる水の硬度の除去:
水に含まれる硬度を除去するには、いくつかの方法があります。それらのいくつかは次のとおりです。
- 硬水を沸騰させる化学プロセス
- 消石灰を加える (Clark's Process)
- ソーダを追加する
- カルゴン プロセス
- イオン交換プロセス
- イオン交換樹脂
1. ソーダ洗浄法:カルシウムとマグネシウムの塩化物と硫酸塩が硬水に含まれている場合は、不溶性の炭酸カルシウムと炭酸マグネシウムの沈殿物を濾別する必要があります。これは、特定量のソーダを使用して硬水を処理することによって行われます。
2. カルゴン法:カルゴンとして知られるヘキサメタリン酸ナトリウム (Na6P6O¹8) は、水の硬度を下げることができます。反応は次のとおりです:-
3. イオン交換:イオン交換は、1 つまたは複数の不要なイオン汚染物質を価値の低いイオンと交換する水処理プロセスです。存在する汚染物質とミネラルの両方を交換して溶解する必要があります。さらに、同じ電荷タイプ (正または負) を持っている必要があります。
このプロセスは、カルシウムとマグネシウムの濃度を下げることを目的としています。イオン交換法は、水から有害金属を除去するのにも役立ちます。
4. 合成樹脂法：合成樹脂法は、水の持続的な硬度を除去するプロセスです。このイオン交換プロセスでは、樹脂 (RSO3H) を NaCl で処理することによって RNA に変換します。この後、RNA は Na+ イオンを Ca2+ および Mg2+ イオンと交換し、水を軟化させます。
5. 消石灰の追加:軟水化の最も一般的な方法の 1 つは、化学沈殿です。石灰（水酸化カルシウム、Ca(OH)2）とソーダ灰（炭酸ナトリウム、Na2CO3）は、このプロセスの化学物質として使用されます。石灰は、炭酸塩硬度の原因となる化合物を除去できます。それでも硬さが続く場合は、ソーダ灰を使用して硬さを減らします。
硬さの原因となるミネラルは、石灰やソーダ灰に加えると不溶性の沈殿物を生成することがあります。炭酸カルシウムは、カルシウム (CaCO3) の存在により形成されます。一方、水酸化マグネシウム (Mg(OH)2) はマグネシウムの沈殿物を形成します。これらの沈殿物は、従来の凝固または凝集、沈降およびろ過技術を使用して除去されます。
結論
硬水には、重炭酸塩、塩化物、硫酸塩が存在するため、カルシウム塩とマグネシウム塩が含まれています。第一鉄イオンは酸化し、洗った生地やエナメル加工の表面に赤褐色の染みを残します。したがって、損傷を防ぐために水の硬度を取り除くことが重要です。この記事では、カルゴン プロセスを含む水の硬度を除去するさまざまな方法を検討しました。
